¿Cuál es el impacto de la estructura de la pieza y la artesanía en el mecanizado CNC?
La aparición de las máquinas herramienta CNC es una manifestación de un importante progreso en la industria. Puede resolver mejor problemas de procesamiento de piezas complejas, precisas, de lotes pequeños y cambiables. Es una máquina herramienta automatizada flexible y eficiente. . Cuando los programadores utilizan máquinas herramienta CNC para el procesamiento, primero deben realizar un análisis del proceso. Seleccione las máquinas herramienta adecuadas en función del material, la forma del contorno, la precisión del procesamiento, etc. de la pieza de trabajo a procesar, formule un plan de procesamiento, determine la secuencia de procesamiento de las piezas, las herramientas, accesorios y cantidades de corte utilizadas en cada proceso, etc. .
1. Selección razonable de máquinas herramienta
Al procesar piezas en máquinas herramienta CNC, generalmente existen dos situaciones.
La primera situación: hay dibujos de piezas y espacios en blanco, y es necesario elegir una máquina herramienta CNC adecuada para procesar la pieza.
La segunda situación: ya tienes una máquina herramienta CNC y necesitas elegir piezas adecuadas para procesar en la máquina herramienta.
En cualquier caso, los principales factores a considerar son el material y tipo de pieza en bruto, la complejidad de la forma del contorno de la pieza, el tamaño, la precisión del mecanizado, el número de piezas, los requisitos de tratamiento térmico, etc. En resumen, hay tres puntos:
① Es necesario garantizar los requisitos técnicos de las piezas procesadas y procesar productos calificados.
② Es útil para mejorar la productividad.
③ Reducir los costos de producción (costos de procesamiento) tanto como sea posible
2 Análisis del proceso de piezas de mecanizado CNC
El análisis del proceso de mecanizado CNC cubre una amplia gama de Esto sólo se analiza desde dos aspectos: la posibilidad y conveniencia del mecanizado CNC.
(1) Los datos dimensionales proporcionados en el dibujo de la pieza deben cumplir con el principio de programación conveniente
1. El método de dimensionamiento en los dibujos de piezas debe adaptarse a las características del mecanizado CNC. En los planos de piezas de mecanizado CNC, las dimensiones deben cotizarse sobre la misma base o las dimensiones en coordenadas se deben proporcionar directamente. Este método de anotación no solo es conveniente para la programación, sino que también facilita la coordinación entre dimensiones y brinda gran comodidad para mantener la coherencia de los datos de diseño, los datos de proceso, los datos de detección y la configuración del origen de la programación. Debido a que los diseñadores de piezas generalmente consideran el ensamblaje y otras características de uso al marcar las dimensiones, tienen que utilizar métodos de marcado dispersos localmente, lo que traerá muchos inconvenientes a la disposición del proceso y al procesamiento CNC. Dado que la precisión del mecanizado CNC y la precisión del posicionamiento repetido son muy altas, las características de uso no se destruirán debido a grandes errores acumulados. Por lo tanto, el método de marcado disperso local se puede cambiar al mismo tamaño de referencia de referencia o al método de marcado que proporciona directamente el. tamaño de coordenadas.
2. Las condiciones para los elementos geométricos que constituyen el contorno de la pieza deben ser suficientes.
Las coordenadas del punto base o del nodo deben calcularse durante la programación manual. Durante la programación automática se deben definir todos los elementos geométricos que constituyen el contorno de la pieza. Por tanto, a la hora de analizar el dibujo de la pieza, es necesario analizar si las condiciones dadas de los elementos geométricos son suficientes. Por ejemplo, los arcos y las líneas rectas son tangentes entre sí en el dibujo, pero según las dimensiones dadas en el dibujo, se cruzan o separan al calcular las condiciones tangentes. Debido a las insuficientes condiciones que constituyen los elementos geométricos de la pieza, resulta imposible iniciar la programación. Ante esta situación, la solución se debe negociar con el diseñador de la pieza.
(2) La artesanía estructural de cada parte procesada de la pieza debe cumplir con las características del mecanizado CNC.
1) La cavidad interior y la apariencia de la pieza deben adoptar preferiblemente una geometría uniforme. tipos y tamaños. Esto puede reducir las especificaciones de las herramientas y la cantidad de cambios de herramientas, facilitar la programación y mejorar la eficiencia de la producción.
2) El tamaño del filete de la ranura interior determina el tamaño del diámetro de la herramienta, por lo que el radio del filete de la ranura interior no debe ser demasiado pequeño. La calidad de la mano de obra de la pieza está relacionada con la altura del contorno procesado, el tamaño del radio del arco de transferencia, etc.
3) Al fresar el plano inferior de la pieza, el radio de filete r del fondo de la ranura no debe ser demasiado grande.
4) Se debe adoptar un posicionamiento de referencia uniforme. En el mecanizado CNC, si no existe un posicionamiento de referencia unificado, la reinstalación de la pieza de trabajo provocará una inconsistencia en la posición del contorno y el tamaño de las dos superficies procesadas. Por lo tanto, para evitar los problemas anteriores y garantizar la precisión de sus posiciones relativas después de dos procesos de sujeción, se debe utilizar un posicionamiento de referencia unificado.
Lo mejor es tener orificios adecuados en la pieza como orificios de referencia de posicionamiento. De lo contrario, los orificios de proceso deben configurarse como orificios de referencia de posicionamiento (como agregar orejetas de proceso a la pieza en bruto o el margen para fresar). en procesos posteriores) Establecer orificios de proceso en la parte superior). Si no se puede realizar el orificio del proceso, al menos se debe utilizar la superficie terminada como referencia unificada para reducir el error causado por dos abrazaderas. Además, también se debe analizar si se pueden garantizar la precisión de mecanizado requerida y las tolerancias dimensionales de las piezas, y si existen dimensiones excesivas que causan conflictos o dimensiones cerradas que afectan la disposición del proceso.
3. Selección de métodos de procesamiento y determinación de planes de procesamiento
(1) Selección de métodos de procesamiento
El principio de selección de métodos de procesamiento es garantizar la Procesamiento de los requisitos de precisión y rugosidad de la superficie procesada. Dado que generalmente existen muchos métodos de procesamiento para obtener el mismo nivel de precisión y rugosidad de la superficie, la selección real debe basarse en consideraciones integrales como la forma, el tamaño y los requisitos de tratamiento térmico de la pieza. Por ejemplo, para orificios con precisión de nivel IT7, los requisitos de precisión se pueden lograr mediante taladrado, escariado, rectificado y otros métodos de procesamiento. Sin embargo, los orificios en el cuerpo de la caja generalmente se taladran o escarian, en lugar de rectificarse. Generalmente, el escariado se selecciona para orificios de caja de tamaño pequeño y se debe seleccionar el taladrado cuando el diámetro del orificio es grande. Además, también deben tenerse en cuenta los requisitos económicos y de productividad, así como las condiciones reales del equipo de producción de la fábrica. La precisión de procesamiento económica y la rugosidad de la superficie de los métodos de procesamiento más utilizados se pueden encontrar en los manuales de proceso correspondientes.
(2) Principios para determinar el plan de procesamiento
El procesamiento de superficies relativamente precisas en piezas a menudo se logra gradualmente mediante mecanizado en desbaste, semiacabado y acabado. Para estas superficies, no basta con elegir el método de procesamiento final correspondiente en función de los requisitos de calidad, también se debe determinar correctamente el plan de procesamiento desde el desbaste hasta el conformado final. Al determinar el plan de procesamiento, en primer lugar, en función de los principales requisitos de precisión y rugosidad de la superficie, se deben determinar inicialmente los métodos de procesamiento necesarios para cumplir con estos requisitos. Por ejemplo, para orificios de nivel IT7 con diámetros pequeños, cuando el método de procesamiento final es el escariado fino, generalmente se requiere perforación, escariado y escariado aproximado antes del escariado fino.
IV. División de procesos y pasos de trabajo
(1) División de procesos
Al procesar piezas en máquinas herramienta CNC, los procesos pueden estar relativamente concentrados y Se puede procesar en un ensamblaje. En la medida de lo posible, la mayoría o todos los procesos deben completarse en la carpeta. Primero, según el dibujo de la pieza, debemos considerar si la pieza a procesar se puede procesar en una máquina herramienta CNC. De lo contrario, debemos decidir qué parte debe procesarse en la máquina herramienta CNC y qué parte debe procesarse. en otras máquinas herramienta, es decir, para la pieza. Los procedimientos de procesamiento están divididos.
(2) División de los pasos del trabajo
La división de los pasos del trabajo se considera principalmente desde dos aspectos: precisión y eficiencia del procesamiento. En un proceso, a menudo es necesario utilizar diferentes herramientas y cantidades de corte para procesar diferentes superficies. Para facilitar el análisis y descripción de procesos más complejos, los procesos se subdividen en pasos. A continuación se toma el centro de mecanizado como ejemplo para ilustrar el principio de división de pasos de trabajo:
1) La misma superficie se completa en secuencia mediante desbaste, semiacabado y acabado, o se procesan todas las superficies procesadas. por separado desbaste primero y luego termine.
2) Para piezas con fresado y mandrinado, la superficie se puede fresar primero y luego aburrir. Dividir los pasos de trabajo según este método puede mejorar la precisión del agujero. Debido a que la fuerza de corte es grande durante el fresado, la pieza de trabajo es propensa a deformarse. Fresar la superficie primero y luego perforarla le da un período de tiempo para recuperarse y reducir el impacto en la precisión del agujero causado por la deformación.
3) Dividir los pasos de trabajo según la herramienta. El tiempo de rotación de algunas mesas de trabajo de máquinas herramienta es más corto que el tiempo de cambio de herramienta. Los pasos de trabajo se pueden dividir según la herramienta para reducir la cantidad de cambios de herramienta y mejorar la eficiencia del procesamiento.
En resumen, la división de procesos y pasos de trabajo debe considerarse de manera integral en función de las características estructurales y los requisitos técnicos de piezas específicas.
Instalación de piezas y selección de accesorios
.(1) Principios básicos de posicionamiento e instalación
1) Esforzarse por unificar el diseño, el proceso y los cálculos de programación.
2) Minimizar el número de tiempos de sujeción y procesar toda la superficie a procesar en una sola operación de posicionamiento y sujeción.
3) Evite el uso de soluciones de mecanizado de ajuste manual que ocupen máquinas para aprovechar al máximo el rendimiento de las máquinas herramienta CNC.
(2) Principios básicos para seleccionar accesorios
Las características del mecanizado CNC plantean dos requisitos básicos para los accesorios: primero, garantizar que la dirección de coordenadas del accesorio y la dirección de coordenadas de la máquina herramienta es relativamente fija; el segundo es coordinar la relación dimensional entre las piezas y el sistema de coordenadas de la máquina herramienta. Además, también se deben considerar los siguientes cuatro puntos:
1) Cuando el procesamiento por lotes de piezas no es grande, se deben utilizar accesorios combinados, accesorios ajustables y otros accesorios generales tanto como sea posible para acortar la producción. tiempo de preparación y ahorrar dinero en gastos de producción.
2) Considere únicamente el uso de accesorios especiales durante la producción en masa y esfuércese por tener una estructura simple.
3) La carga y descarga de piezas debe ser rápida, cómoda y fiable para acortar el tiempo de pausa de la máquina herramienta.
4) Las piezas del dispositivo no deben obstaculizar el procesamiento de las superficies de las piezas por parte de la máquina herramienta, es decir, el dispositivo debe estar abierto y su posicionamiento, y los componentes del mecanismo de sujeción no deben afectar la herramienta. alimentación durante el procesamiento (como colisiones, etc.).
6. Selección de herramientas y determinación de la cantidad de corte
(1) Selección de herramientas
La selección de herramientas es uno de los contenidos importantes en la tecnología de mecanizado CNC. Afecta la eficiencia de procesamiento de la máquina herramienta, pero también afecta directamente la calidad del procesamiento. A la hora de programar y seleccionar herramientas, normalmente se tienen en cuenta factores como las capacidades de procesamiento de la máquina herramienta, el contenido del proceso y los materiales de la pieza de trabajo. En comparación con los métodos de mecanizado tradicionales, el mecanizado CNC tiene mayores requisitos para las herramientas de corte. No sólo requiere alta precisión, buena rigidez y alta durabilidad, sino que también requiere dimensiones estables y una fácil instalación y ajuste. Esto requiere el uso de nuevos materiales de alta calidad para fabricar herramientas de mecanizado CNC y optimizar los parámetros de la herramienta.
Al seleccionar una herramienta, el tamaño de la misma debe ser compatible con el tamaño de la superficie y la forma de la pieza de trabajo que se está procesando. En la producción, las fresas se utilizan a menudo para procesar los contornos periféricos de piezas planas. Al fresar superficies planas, debe elegir una fresa con hoja de carburo; al procesar protuberancias y ranuras, elija una fresa de extremo de acero de alta velocidad; al procesar la superficie rugosa o desbastar agujeros, puede elegir una fresa de maíz con incrustaciones de carburo. Al seleccionar una fresa para procesar, se recomienda seleccionar los parámetros relevantes de la herramienta en función de datos empíricos. Las fresas con punta esférica se utilizan a menudo para el procesamiento de superficies curvas. Sin embargo, cuando se procesan partes más planas de la superficie curva, la herramienta corta con el borde superior del extremo esférico y las condiciones de corte son malas, por lo que se utiliza una fresa con forma de anillo. debe usarse. En la producción de una sola pieza o de lotes pequeños, para reemplazar las máquinas herramienta de conexión multicoordinada, a menudo se utilizan cortadores en forma de tambor o cortadores cónicos para procesar algunas piezas de ángulo de bisel variable en aviones y están equipados con fresas de disco de engranajes con incrustaciones, que son adecuados para máquinas herramienta CNC con varillaje de cinco coordenadas. La eficiencia del mecanizado de algunas superficies esféricas es casi diez veces mayor que la del uso de una fresa con punta de bola, y se puede obtener una buena precisión de mecanizado.
En el centro de mecanizado, se instalan varias herramientas en el almacén de herramientas respectivamente, y la selección y el cambio de herramientas se pueden realizar en cualquier momento de acuerdo con las normas del programa. Por lo tanto, es necesario tener un conjunto de bielas para conectar herramientas comunes de modo que las herramientas estándar utilizadas en taladrado, taladrado, expansión, escariado, fresado y otros procesos puedan instalarse de manera rápida y precisa en el husillo de la máquina herramienta o en el almacén de herramientas. Como programador, debe comprender las dimensiones estructurales del portaherramientas utilizado en la máquina herramienta, así como los métodos de ajuste y el rango de ajuste, para determinar las dimensiones radiales y axiales de la herramienta durante la programación. En la actualidad, los centros de mecanizado de mi país utilizan el sistema de herramientas TSG, cuyos mangos incluyen mangos rectos (tres especificaciones) y mangos cónicos (cuatro especificaciones), incluidos 16 tipos de cuchillos para diferentes propósitos.
(2) Determinación de la cantidad de corte
La cantidad de corte incluye la velocidad del husillo (velocidad de corte), la cantidad de corte posterior y la cantidad de avance. Para diferentes métodos de procesamiento, se deben seleccionar diferentes cantidades de corte y se deben incluir en la lista de programas. El principio de seleccionar racionalmente la cantidad de corte es que en el desbaste, el objetivo principal es aumentar la productividad, pero también se deben considerar la economía y los costos de procesamiento en el semiacabado y acabado, la eficiencia del corte, la economía y los costos de procesamiento; Los valores específicos deben determinarse de acuerdo con el manual de la máquina herramienta, el manual de uso de corte y la experiencia.
7. Determinación del punto de ajuste de herramienta y punto de cambio de herramienta
Al programar, se deben seleccionar correctamente las posiciones de "punto de ajuste de herramienta" y "punto de cambio de herramienta". El "punto de ajuste de la herramienta" es el punto de partida del movimiento de la herramienta en relación con la pieza de trabajo cuando se procesan piezas en una máquina herramienta CNC. Dado que el segmento del programa comienza a ejecutarse desde este punto, el punto de configuración de la herramienta también se denomina "punto de inicio del programa" o "punto de inicio de la herramienta".
Los principios para seleccionar el punto de ajuste de la herramienta son:
1 Es conveniente para el procesamiento digital y la programación simplificada.
2. en la máquina herramienta y el procesamiento es fácil de inspeccionar;
3. El error de procesamiento causado por ella es pequeño.
El punto de ajuste de la herramienta se puede seleccionar en la pieza de trabajo o fuera de la pieza de trabajo (como en el dispositivo o la máquina herramienta), pero debe tener una cierta relación dimensional con la referencia de posicionamiento de la pieza. Para mejorar la precisión del mecanizado, el punto de ajuste de la herramienta debe seleccionarse tanto como sea posible según el diseño o el proceso de la pieza. Por ejemplo, si la pieza de trabajo se coloca junto a un orificio, se puede seleccionar el centro del orificio. como punto de ajuste de la herramienta. Mediante este orificio se corrige la posición de la herramienta, de modo que coincidan el "punto de posición de la cuchilla" y el "punto de ajuste de la herramienta". El método de calibración comúnmente utilizado en las fábricas es instalar un indicador de cuadrante en el husillo de la máquina herramienta y luego girar el husillo de la máquina herramienta para que el "punto de posición de la herramienta" sea consistente con el punto de ajuste de la herramienta. Cuanto mejor sea la consistencia, mayor será la precisión del ajuste de la herramienta. El llamado "punto de posición de la herramienta" se refiere a la punta de la herramienta de torneado y herramientas de mandrinado; la punta de la broca de las fresas de extremo y el centro de la cabeza de bola de las fresas de extremo; .
Una vez instaladas las piezas, el sistema de coordenadas de la pieza de trabajo y el sistema de coordenadas de la máquina herramienta tendrán una determinada relación dimensional.
Una vez establecido el sistema de coordenadas de la pieza de trabajo, el valor de coordenadas del primer bloque a partir del punto de configuración de la herramienta es el valor de coordenadas del punto de configuración de la herramienta en el sistema de coordenadas de la máquina herramienta (X0, Y0). Cuando se programa con valores absolutos, independientemente de que el punto de ajuste de la herramienta coincida con el origen de la pieza, son X2 e Y2; cuando se programa con valores incrementales, cuando el punto de ajuste de la herramienta coincide con el origen de la pieza, el valor de las coordenadas del primer bloque es; X2, Y2, si no se superponen, es (X1 + X2), Y1 + Y2). El punto de ajuste de la herramienta es tanto el punto inicial como el punto final del programa. Por lo tanto, se debe considerar la repetibilidad del punto de ajuste de la herramienta en la producción por lotes. Esta precisión se puede verificar mediante el valor de las coordenadas (X0, Y0) del punto de ajuste de la herramienta desde el origen de la máquina herramienta.
El denominado "origen de la máquina herramienta" se refiere a un punto límite fijo en la máquina herramienta. Por ejemplo, para un torno, se refiere al punto de intersección entre el centro de rotación del husillo del torno y la cara final del mandril del cabezal. Cuando se requiere un cambio de herramienta durante el mecanizado, se debe especificar el punto de cambio de herramienta. El llamado "punto de cambio de herramienta" es la posición del portaherramientas cuando se indexa y cambia. Este punto puede ser un punto fijo (como una máquina herramienta de centro de mecanizado, la posición del manipulador de cambio de herramienta es fija) o puede ser cualquier punto (como un torno). El punto de cambio de herramienta debe establecerse fuera de la pieza de trabajo o dispositivo, siempre que el portaherramientas no toque la pieza de trabajo ni otros componentes al indexar. Su valor de configuración puede determinarse mediante cálculos o métodos de medición reales.
8. Determinación de la ruta de procesamiento
En el mecanizado CNC, la trayectoria del punto de posición de la herramienta con respecto a la pieza de trabajo se denomina ruta de procesamiento. Al programar, los principios fundamentales para determinar la ruta de procesamiento son los siguientes:
1) La ruta de procesamiento debe garantizar la precisión y la rugosidad de la superficie de las piezas a procesar y tener una alta eficiencia.
2) Simplifique los cálculos numéricos para reducir la carga de trabajo de programación.
3) La ruta de procesamiento debe mantenerse lo más corta posible, lo que puede reducir tanto los segmentos del programa como el tiempo de herramienta vacía. El grado y otras condiciones determinan si se utilizará una o varias pasadas para completar el procesamiento, y si se utilizará fresado descendente o ascendente en el procesamiento de fresado.
Para las máquinas herramienta CNC controladas por puntos, solo se requiere una alta precisión de posicionamiento y el proceso de posicionamiento es lo más rápido posible, pero la ruta de movimiento de la herramienta en relación con la pieza de trabajo es irrelevante, por lo que este tipo de máquina La herramienta debe basarse en la distancia inactiva más corta. Organice la ruta de la cuchilla. Además, se debe determinar el tamaño del movimiento axial de la herramienta. Su tamaño está determinado principalmente por la profundidad del orificio de la pieza a procesar, pero también se deben considerar algunas dimensiones auxiliares, como la distancia de entrada y el sobrepaso. herramienta.